EP0671608A2 - Positionsmesseinrichtung - Google Patents
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- EP0671608A2 EP0671608A2 EP94119944A EP94119944A EP0671608A2 EP 0671608 A2 EP0671608 A2 EP 0671608A2 EP 94119944 A EP94119944 A EP 94119944A EP 94119944 A EP94119944 A EP 94119944A EP 0671608 A2 EP0671608 A2 EP 0671608A2
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- G01D5/34746—Linear encoders
- G01D5/34761—Protection devices, e.g. caps; Blowing devices
Definitions
- the invention relates to a position measuring device according to the preamble of claim 1.
- Such position measuring devices are used to measure the relative position of two components of a machine tool or a coordinate measuring machine.
- a length measuring device is known from DE 25 05 587 C3, in which a graduation carrier is expediently fastened at the ends to one of the components to be measured with articulated fastening elements.
- a similarly designed length measuring device is described in EP 0 110 059 B1.
- the material measure is fastened by means of a highly elastic adhesive layer.
- the measuring standard for length compensation is mounted on balls.
- the length measuring device according to DE 35 09 390 A1 - from which this invention is based - has elastic fastening elements at the ends of the housing and further fastening elements located in between. These further fastening elements are fastening brackets which are clamped on the housing by means of sliding blocks which engage in a groove. Elastic intermediate layers should allow translatory movement between the housing and the mounting brackets.
- the disadvantage is that the screw fastening does not create a stress-free connection. In practice, it is impossible to tighten the screws with the sliding blocks evenly, so that different forces act on the housing at the individual fastening points, which in turn can lead to measurement errors.
- the object of the invention is to provide a position measuring device in which unequal thermal properties of the carrier body and the object to be measured, to which the carrier body is attached, cause practically no falsifications of the measurement result and the carrier body is relatively stress-free and nevertheless stably attached. Furthermore, the invention is intended to provide a simple and space-saving fastening.
- the advantages of the invention are that an almost unhindered linear expansion can take place between the carrier body and the object to be measured. Furthermore, a stable and low-vibration attachment is guaranteed.
- the position measuring device according to the invention is further characterized by a simple and space-saving design.
- FIG. 1 to 3 show an encapsulated length measuring device with a housing 1 as a carrier body for a material measure 2.
- a graduation 3 is applied to the material measure 2 and is scanned photoelectrically by a scanning device 4.
- the housing 1 is a hollow body made of aluminum, in the interior of which the measuring standard 2 made of glass is fastened.
- the housing 1 is fastened to one of these objects 5 and the scanning device 4 is fastened to the other object 6 via a driver 7.
- One object is, for example, the carriage 5 and the other object is the bed 6 of a machine tool.
- the material measure 2 is fastened to an inner surface of the housing 1 by means of an elastic adhesive layer 8, so that a translational mounting of the material measure is made possible symmetrically starting from the center M.
- a rail 9 made of steel is provided for fastening the housing 1 to a surface of the carriage 5.
- the housing has a To fix the rail.
- the connection between the housing and the rail takes place by means of screws, as a result of which tensions in the housing occur and when the temperature changes, no free linear expansion between the rail and the housing is possible.
- the connection according to the invention takes place via a highly elastic adhesive layer 10.
- the rail 9 is glued into the groove 11 of the housing 1 over the entire length of the housing 1.
- a relatively hard-curing casting compound 12 is introduced between the adhesive layer 10 on the side surfaces of the rail 9 and the side surfaces of the groove 11.
- the adhesive layer 10 has a uniform thickness of approximately 0.1 mm throughout, which ensures the same properties over the entire length of the housing.
- the rail 9 is firmly screwed to the carriage 5 with screws 13 and 14.
- a screw 15 is attached at this point M, with which the housing 1 is rigidly connected to the rail 9 and thus rigidly to the slide 5.
- This connection is shown in detail in FIG. 3.
- the screw 15 can be omitted and replaced by a connection shown in FIG. 2.
- a measuring reference point inevitably results in the center M of the housing 1, from which the housing 1 can expand symmetrically in the measuring direction X in the event of temperature changes.
- the housing 1 is supported on a surface of the slide 5.
- a further adhesive layer 16 is provided, which is covered by a sliding layer 17 lying against the surface of the slide. This measure also ensures an unimpeded linear expansion between the housing 1 and the slide 5 in the support area A. It is also possible to apply another elastic layer in the support area A. Only one adhesive layer can also be provided in the support area A.
- the rail 9 is dovetail-shaped, as a result of which the positive connection between the housing 1 and the rail 9 is improved.
- Other groove shapes with undercuts are also conceivable.
- the rail 9 is fixed to the bottom of the dovetail groove 11 of the housing 1 by the adhesive layer 10.
- An adhesive layer 10 is also applied to the side surfaces of the rail, which acts as a separating layer between the rail and potting compound 12.
- the rail 9 is fastened in a clamped manner by the casting compound 12, the translucent expansion of the rail 9 being made possible by the thin adhesive layer 10 without forces acting on the housing 1 which can cause measurement errors. These translatory movements are compensated in the adhesive layer 10.
- a sliding layer 18 is provided according to FIG. 5 between the adhesive layer 10 and the sealing compound 12.
- This sliding layer 18 can be a Teflon film or an oil-containing paper. It is particularly advantageous if an adhesive film is used for the protective paper serves as a sliding layer.
- the sliding layer can also be provided as a replacement or in addition between the adhesive layer and a side surface of the groove or side surface of the rail.
- the rail 9 is fixed on the base and on one side surface of the groove 11 by means of an adhesive layer 10.
- the further side surface of the rail 9 is also provided with an adhesive layer 10 and additionally with a sliding layer 18.
- the rail 9 is clamped in the groove 11 by introducing a hardening casting compound 12 into the space between the sliding layer 18 and the further side surface of the groove 11.
- the rail 9 slidably rests on the base and on one side surface of the groove 11.
- the further side surface of the rail 9 is provided with an adhesive film consisting of an adhesive layer 10 and a sliding layer 18.
- a potting compound 12 is introduced between the sliding layer 18 and the further side surface of the groove 11.
- the fastening of the rail 9 according to FIG. 8 is similar to that in FIG. 4. Instead of the dovetail-shaped groove, a rectangular groove 11 is provided.
- the potting compound 12 is protected against environmental influences by sealing elements 21.
- the separating layer is provided in the form of the adhesive layer 10 or the adhesive layer 10 and the sliding layer 18 between a surface of the rail 9 and the sealing compound 12.
- the example of FIG. 9 is intended to show that these separating layers 10, 18 can also lie between the casting compound 12 and a surface of the housing groove 11.
- separating layers can also be provided between the rail 9 and the sealing compound 12 and additionally between the sealing compound 12 and the housing groove 11.
- FIG. 10 shows that the attachment between the housing 1 and the rail 9 is also possible exclusively by means of an adhesive layer 10. Due to the inner flexibility of the adhesive layer 10, longitudinal expansions between the housing 1 and the rail 9 and thus also between the housing 1 and the slide 5 can be compensated.
- the rail 9 protrudes from the housing 1 according to FIG. 11 at least at the areas provided for fastening with the slide 5. In these areas, holes are provided with which the rail 9 can be rigidly screwed onto the slide 5 by the user.
- the rail 9 itself engages with a dovetail-shaped projection in a form-fitting manner in a groove 11 of the housing 1.
- the highly elastic thin adhesive layer 10 is provided between the inner surfaces of the groove 11 and the surfaces of the rail 9. The remaining space is filled with a potting compound 12, as described for Figures 2 to 9.
- the housing 1 is additionally supported in a support area A.
- This embodiment is in figure 12 shown.
- An embodiment of the support area A is shown in detail in FIGS. 2 and 3.
- FIG. 13 shows an example of how a form-fitting attachment between the housing 1 and the slide 5 can be achieved without using a casting compound 12.
- the housing 1 has a dovetail-shaped projection 21 which extends in the measuring direction X.
- Two rails 9.1 and 9.2 engage in a form-fitting manner on the two long sides of the projection 21.
- the rails 9.1 and 9.2 are rigidly attached to the carriage 5, whereas an elastic adhesive layer 10 is provided for the translational mounting of the housing 1 between the surfaces of the projection 21 of the housing 1 and the surfaces of the rails 9.1 and 9.2.
- an intermediate space or a further adhesive layer 10 can be provided.
- FIG. 14 it is also possible to use a rail 9.3 instead of an integrated rail 9, which according to the invention is connected to another rail 9.4 on the housing so as to be longitudinally displaceable.
- the rail 9.3 is rigidly attached to the slide 5 and the rail 9.4 rigidly attached to the housing 1, for example screwed on.
- an elastic adhesive layer 10 is shown between the one rail 9.3 and the other rail 9.4.
- the layers and layer combinations and shapes of the groove 11 already described can also be used here.
- the embodiment according to FIG. 14 has the advantage that length measuring devices already in use can be retrofitted particularly easily. Since the rail 9.4 is rigidly attached to the housing 1, it is also an integral part of the housing 1 in the assembled state.
- FIGS. 17 and 18, FIG. 18 showing a cross section of the length measuring device according to FIG. 17.
- the length measuring device is fastened at the two ends, each with an end piece 22.
- a groove 11 is introduced into the surface of the end piece 22 opposite the slide 5, in which a fastening element 9.5 is glued in a form-fitting manner.
- the fastening of the fastening element 9.5 in the end piece 22 takes place like the fastening of the rail 9 in the housing 1 in the examples already explained.
- the end pieces 23 can also be designed such that they can be attached to the carriage 5 directly via the elastic adhesive layer 10. This example is shown in FIGS. 15 and 16.
- the housing 1 is additionally rigidly fixed in the middle on the slide.
- the housing 1 itself can also be attached to the carriage 5 via an elastic adhesive layer 10.
- an adhesive layer 10 is applied directly to a surface of the housing 1.
- the central fixation can be omitted because the elastic fixation inevitably results in the fixed point in the middle.
- Additional guide elements 24 can be provided for lateral guidance.
- an elastic adhesive layer 10 is also introduced between the guide elements 24 and the housing 1.
- the adhesive layers 10 do not have to be applied over the entire surface, in particular they can also be provided in the form of strips spaced apart in the measuring direction.
- the adhesive layer 10 remains highly elastic even after drying, so it is permanently elastic. When using a casting compound 12, it must be ensured that the adhesive layer 10 is in any case more elastic than the casting compound 12.
- the invention can also be used with open length measuring devices.
- the measuring standard 2 is held by a rail-shaped carrier body.
- the invention can also be implemented if the groove is provided or attached in the rail or in rail pieces and a corresponding projection on the housing.
- the adhesive surface of the housing and / or the adhesive surface of the fastening element can have depressions according to DE 89 11 313 U1.
- the depressions can also be designed in such a way that the adhesive layer, in order to avoid their detachment, positively fills or encompasses an undercut of a groove or a projection, as explained in EP 0 465 966 A2, the content of which is expressly referred to.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Positionsmeßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Derartige Positionsmeßeinrichtungen werden zur Messung der Relativlage zweier Bauteile einer Werkzeugmaschine oder einer Koordinatenmeßmaschine eingesetzt.
- Aus der DE 25 05 587 C3 ist eine Längenmeßeinrichtung bekannt, bei der ein Teilungsträger zweckmäßig an den Enden mit gelenkartig ausgebildeten Befestigungselementen an einem der zu messenden Bauteile befestigt ist.
- Eine ähnlich ausgebildete Längenmeßeinrichtung ist in der EP 0 110 059 B1 beschrieben. An den Enden des Gehäuses sind elastische Befestigungselemente und in der Mitte ist ein starres Befestigungselement vorgesehen. Um zusätzlich Meßungenauigkeiten bei unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Maßverkörperung und dem Trägerkörper zu vermeiden, erfolgt die Befestigung der Maßverkörperung mittels einer hochelastischen Klebstoffschicht.
- Gemäß der EP 0 264 801 A1 ist die Maßverkörperung zum Längenausgleich auf Kugeln gelagert.
- Die Längenmeßeinrichtung gemäß der DE 35 09 390 A1 - von der diese Erfindung ausgeht - besitzt elastische Befestigungselemente an den Enden des Gehäuses und weitere dazwischenliegende Befestigungselemente. Bei diesen weiteren Befestigungselementen handelt es sich um Befestigungswinkel, die am Gehäuse durch in eine Nut eingreifende Nutensteine festgeklemmt sind. Elastische Zwischenlagen sollen eine translatorische Bewegung zwischen dem Gehäuse und den Befestigungswinkeln ermöglichen. Nachteilig ist aber, daß durch die Schraubbefestigung keine spannungsfreie Verbindung entsteht. In der Praxis ist es unmöglich die Schrauben mit den Nutensteinen gleichmäßig anzuziehen, so daß auf das Gehäuse an den einzelnen Befestigungsstellen unterschiedliche Kräfte einwirken, was wiederum zu Meßfehlern führen kann.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine Positionsmeßeinrichtung zu schaffen, bei der ungleiche thermische Eigenschaften des Trägerkörpers und des zu messenden Objektes, an das der Trägerkörper befestigt wird, praktisch keine Verfälschungen des Meßergebnisses hervorrufen und der Trägerkörper relativ spannungsfrei und trotzdem stabil befestigt ist. Weiterhin soll mit der Erfindung eine einfache und raumsparende Befestigung geschaffen werden.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Ansprüches 1 gelöst.
- Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine nahezu ungehinderte Längenausdehnung zwischen dem Trägerkörper und dem zu messenden Objekt erfolgen kann. Weiterhin ist eine stabile und schwingungsarme Befestigung gewährleistet. Die erfindungsgemäße Positionsmeßeinrichtung zeichnet sich weiterhin durch einen einfachen und raumsparenden Aufbau aus.
- Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Beispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Es zeigt
- Figur 1
- eine Darstellung einer Längenmeßeinrichtung im Teilschnitt,
- Figur 2
- einen Querschnitt der Längenmeßeinrichtung gemäß Figur 1 längs der Linie II-II,
- Figur 3
- einen weiteren Querschnitt der Längenmeßeinrichtung gemäß Figur 1 längs der Linie III-III,
- Figur 4 bis 13
- Querschnitte weiterer Längenmeßeinrichtungen im Befestigungsbereich,
- Figur 14
- ein erfindungsgemäß ausgebildetes, separates Befestigungselement,
- Figur 15 bis 18
- Längenmeßeinrichtungen mit erfindungsgemäß ausgebildeten Endstücken und
- Figur 19 bis 22
- weitere erfindungsgemäße Längenmeßeinrichtungen.
- In den Figuren 1 bis 3 ist eine gekapselte Längenmeßeinrichtung mit einem Gehäuse 1 als Trägerkörper für eine Maßverkörperung 2 gezeigt. Auf der Maßverkörperung 2 ist eine Teilung 3 aufgebracht, die von einer Abtasteinrichtung 4 photoelektrisch abgetastet wird. Das Gehäuse 1 ist ein Hohlkörper aus Aluminium, in dessen Innenraum die Maßverkörperung 2 aus Glas befestigt ist. Um die Relativbewegung zwischen zwei Objekten 5, 6 zu messen, ist das Gehäuse 1 an einem dieser Objekte 5 und die Abtasteinrichtung 4 über einen Mitnehmer 7 am anderen Objekt 6 befestigt. Das eine Objekt ist beispielsweise der Schlitten 5 und das andere Objekt das Bett 6 einer Werkzeugmaschine.
- Die Maßverkörperung 2 ist mittels einer elastischen Klebstoffschicht 8 an einer Innenfläche des Gehäuses 1 befestigt, so daß eine translatorische Lagerung der Maßverkörperung symmetrisch von der Mitte M ausgehend ermöglicht wird.
- Zur Befestigung des Gehäuses 1 an einer Fläche des Schlittens 5 ist eine Schiene 9 aus Stahl vorgesehen. Es ist zwar bereits aus der DE 23 49 944 C3 und der US 4,586,760 bekannt, das Gehäuse über eine Schiene zu befestigen. Bei diesen bekannten Längenmeßeinrichtungen erfolgt die Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Schiene über Schrauben, wodurch Verspannungen des Gehäuses auftreten und bei Temperaturänderungen keine freie Längenausdehnung zwischen der Schiene und dem Gehäuse möglich ist. Demgegenüber erfolgt die Verbindung erfindungsgemäß über eine hochelastische Klebstoffschicht 10. Die Schiene 9 ist über die gesamte Länge des Gehäuses 1 in einer Nut 11 des Gehäuses 1 eingeklebt. Um diese Verbindung besonders stabil und schwingungsarm auszubilden, ist zwischen der Klebstoffschicht 10 an den Seitenflächen der Schiene 9 und den Seitenflächen der Nut 11 eine relativ fest aushärtende Vergußmasse 12 eingebracht. Die Klebstoffschicht 10 hat durchgehend eine gleichmäßige Dicke von etwa 0,1mm, was über die gesamte Gehäuselänge gleiche Eigenschaften gewährleistet. Die Schiene 9 wird mit Schrauben 13 und 14 am Schlitten 5 fest angeschraubt. Um in der Mitte M des Gehäuses 1 einen stabilen Meßbezugspunkt zu erhalten, ist an dieser Stelle M eine Schraube 15 angebracht, mit der das Gehäuse 1 starr mit der Schiene 9 und somit starr mit dem Schlitten 5 verbunden ist. Diese Verbindung ist in Figur 3 im Detail gezeigt. Bei kleinen und somit leichten Gehäusen 1 kann die Schraube 15 entfallen und durch eine in Figur 2 gezeigte Verbindung ersetzt werden. In diesem Fall ergibt sich zwangsläufig in der Mitte M des Gehäuses 1 ein Meßbezugspunkt, von dem aus sich das Gehäuse 1 bei Temperaturänderungen symmetrisch in Meßrichtung X ausdehnen kann.
- Um die Schwingungsfestigkeit noch zu erhöhen, stützt sich das Gehäuse 1 an einer Fläche des Schlittens 5 ab. An diesem Auflagebereich A ist eine weitere Klebstoffschicht 16 vorgesehen, die von einer an der Fläche des Schlittens anliegenden Gleitschicht 17 abgedeckt ist. Durch diese Maßnahme wird auch im Auflagebereich A eine ungehinderte Längenausdehnung zwischen Gehäuse 1 und Schlitten 5 gewährleistet. Es ist auch möglich, im Auflagebereich A eine andere elastische Schicht aufzubringen. Im Auflagebereich A kann auch nur eine Klebstoffschicht vorgesehen sein.
- In den folgenden Beispielen gemäß Figur 4 bis Figur 9 ist die Schiene 9 schwalbenschwanzförmig ausgebildet, wodurch der Formschluß zwischen Gehäuse 1 und Schiene 9 verbessert wird. Es sind auch andere Nutformen mit Hinterschneidungen denkbar. In Figur 4 ist die Schiene 9 am Grund der schwalbenschwanzförmigen Nut 11 des Gehäuses 1 durch die Klebstoffschicht 10 fixiert. An den Seitenflächen der Schiene ist ebenfalls eine Klebstoffschicht 10 aufgebracht, die als Trennschicht zwischen Schiene und Vergußmasse 12 wirkt. Durch die Vergußmasse 12 ist die Schiene 9 eingespannt befestigt, wobei durch die dünne Klebstoffschicht 10 eine translatorische Ausdehnung der Schiene 9 ermöglicht wird, ohne daß Kräfte auf das Gehäuse 1 einwirken, die Meßfehler hervorrufen können. In der Klebstoffschicht 10 werden diese translatorischen Bewegungen kompensiert.
- Um die Befestigung noch zwangskräftefreier und in Längsrichtung beweglicher zu gestalten, ist gemäß Figur 5 zwischen der Klebstoffschicht 10 und der Vergußmasse 12 eine Gleitschicht 18 vorgesehen. Diese Gleitschicht 18 kann eine Teflonfolie oder ein ölhaltiges Papier sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine Klebefolie verwendet wird, bei der das Schutzpapier als Gleitschicht dient. Die Gleitschicht kann auch ersatzweise oder zusätzlich zwischen der Klebstoffschicht und einer Seitenfläche der Nut oder Seitenfläche der Schiene vorgesehen sein.
- Nach Figur 6 ist die Schiene 9 am Grund und an einer Seitenfläche der Nut 11 über eine Klebstoffschicht 10 fixiert. Die weitere Seitenfläche der Schiene 9 ist ebenfalls mit einer Klebstoffschicht 10 und zusätzlich mit einer Gleitschicht 18 versehen. Die Einspannung der Schiene 9 in der Nut 11 erfolgt, indem in den Freiraum zwischen der Gleitschicht 18 und der weiteren Seitenfläche der Nut 11 eine fest aushärtende Vergußmasse 12 eingebracht wird.
- Gemäß Figur 7 liegt die Schiene 9 am Grund und an einer Seitenfläche der Nut 11 gleitend an. Die weitere Seitenfläche der Schiene 9 ist mit einer Klebefolie, bestehend aus Klebstoffschicht 10 und Gleitschicht 18 versehen. Zwischen der Gleitschicht 18 und der weiteren Seitenfläche der Nut 11 ist eine Vergußmasse 12 eingebracht.
- Die Befestigung der Schiene 9 gemäß Figur 8 ist ähnlich wie in Figur 4. Anstelle der schwalbenschwanzförmigen Nut ist eine rechteckförmige Nut 11 vorgesehen. Die Vergußmasse 12 ist durch Dichtelemente 21 gegen Umwelteinflüsse geschützt.
- Bei den bisherigen Beispielen ist die Trennschicht in Form der Klebstoffschicht 10 bzw. der Klebstoffschicht 10 und der Gleitschicht 18 zwischen einer Fläche der Schiene 9 und der Vergußmasse 12 vorgesehen. Am Beispiel von Figur 9 soll gezeigt werden, daß diese Trennschichten 10, 18 auch zwischen der Vergußmasse 12 und einer Fläche der Gehäusenut 11 liegen können. Um die translatorische Beweglichkeit noch zu erhöhen, können Trennschichten auch zwischen der Schiene 9 und der Vergußmasse 12 sowie zusätzlich zwischen Vergußmasse 12 und Gehäusenut 11 vorgesehen sein.
- In Figur 10 ist dargestellt, daß die Befestigung zwischen dem Gehäuse 1 und der Schiene 9 auch ausschließlich mittels einer Klebstoffschicht 10 möglich ist. Durch die innere Flexibilität der Klebstoffschicht 10 können Längsausdehnungen zwischen Gehäuse 1 und Schiene 9 und somit auch zwischen Gehäuse 1 und Schlitten 5 kompensiert werden.
- Um die Montage der Schiene 9 weiter zu vereinfachen, ragt die Schiene 9 gemäß Figur 11 zumindest an den zur Befestigung mit dem Schlitten 5 vorgesehenen Bereichen aus dem Gehäuse 1 heraus. In diesen Bereichen sind Bohrungen vorgesehen, mit denen die Schiene 9 vom Anwender starr an den Schlitten 5 angeschraubt werden kann. Die Schiene 9 selbst greift mit einem schwalbenschwanzförmigen Vorsprung formschlüssig in eine Nut 11 des Gehäuses 1 ein. Zwischen den Innenflächen der Nut 11 und den Oberflächen der Schiene 9 ist erfindungsgemäß die hochelastische dünne Klebstoffschicht 10 vorgesehen. Der verbleibende Raum ist mit einer Vergußmasse 12 ausgefüllt, wie zu den Figuren 2 bis 9 beschrieben.
- Wird zur besseren Handhabung die Breite der Schiene 9 geringer gewählt, ist es vorteilhaft, wenn sich das Gehäuse 1 zusätzlich in einem Auflagebereich A abstützt. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Figur 12 dargestellt. Eine Ausbildung des Auflagebereiches A ist in den Figuren 2 und 3 im Detail dargestellt.
- In Figur 13 ist ein Beispiel gezeigt, wie eine formschlüssige Befestigung zwischen dem Gehäuse 1 und dem Schlitten 5 realisiert werden kann, ohne eine Vergußmasse 12 zu verwenden. Das Gehäuse 1 weist einen schwalbenschwanzförmigen Vorsprung 21 auf, der in Meßrichtung X verläuft. An den beiden Längsseiten des Vorsprungs 21 greifen formschlüssig zwei Schienen 9.1 und 9.2 ein. Die Schienen 9.1 und 9.2 sind starr am Schlitten 5 befestigt, wogegen zur translatorischen Lagerung des Gehäuses 1 zwischen den Flächen des Vorsprunges 21 des Geäuses 1 und den Flächen der Schienen 9.1 und 9.2 eine elastische Klebstoffschicht 10 vorgesehen ist. Um eine Reibung zwischen der dem Schlitten 5 gegenüberstehende Fläche des Vorsprunges 21 und dem Schlitten 5 zu vermeiden, kann ein Zwischenraum oder eine weitere Klebstoffschicht 10 vorgesehen sein.
- Aus den gezeigten Beispielen ist ersichtlich, daß durch die Verwendung einer langen durchgehenden Befestigungsschiene 9 eine einfache und platzsparende Montage ermöglicht wird, indem die Schiene 9 in das Gehäuse 1 integriert ist.
- Wie in Figur 14 dargestellt ist, ist es auch möglich, anstelle einer integrierten Schiene 9 eine Schiene 9.3 zu verwenden, die erfindungsgemäß mit einer weiteren gehäuseseitigen Schiene 9.4 längsverschieblich verbunden ist. Die Schiene 9.3 wird starr am Schlitten 5 und die Schiene 9.4 starr am Gehäuse 1 befestigt, z.B. angeschraubt. Als Beispiel einer in Längsrichtung X elastischen Verbindung zwischen der einen Schiene 9.3 und der anderen Schiene 9.4 ist eine elastische Klebstoffschicht 10 gezeigt. Selbstverständlich können auch hier die bereits beschriebenen Schichten und Schichtkombinationen sowie Formen der Nut 11 Anwendung finden.
- Die Ausführung nach Figur 14 hat den Vorteil, daß bereits im Einsatz befindliche Längenmeßeinrichtungen besonders einfach nachgerüstet werden können. Da die Schiene 9.4 starr am Gehäuse 1 befestigt wird, ist sie im montierten Zustand ebenfalls integrierender Bestandteil des Gehäuses 1.
- Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, anstelle einer über die gesamte Meßlänge reichende Schiene 9, 9.1, 9.2, 9.3, 9.4 voneinander beabstandete einzelne Schienenstücke zu verwenden, welche gemäß den oben erläuterten Beispielen ausgebildet und befestigt sind. Ein Beispiel hierzu ist in den Figuren 17 und 18 dargestellt, wobei Figur 18 einen Querschnitt der Längenmeßeinrichtung gemäß Figur 17 zeigt. Die Befestigung der Längenmeßeinrichtung erfolgt an den beiden Enden mit jeweils einem Endstück 22. An der dem Schlitten 5 gegenüberstehenden Fläche des Endstückes 22 ist eine Nut 11 eingebracht, in der formschlüssig ein Befestigungselement 9.5 eingeklebt ist. Die Befestigung des Befestungselementes 9.5 im Endstück 22 erfolgt wie die Befestigung der Schiene 9 im Gehäuse 1 bei den bereits erläuterten Beispielen. Durch das Zwischenschalten der elastischen Klebstoffschicht 10 zwischen dem Befestigungselement 9.5 und dem Endstück 22 ist eine kräftefreie translatorische Lagerung des Gehäuses 1 gegenüber den starr am Schlitten 5 fixierten Befestigungselementen 9.5 gewährleistet.
- Die Endstücke 23 können auch derart ausgebildet sein, daß sie direkt über die elastische Klebstoffschicht 10 am Schlitten 5 befestigt werden können. Dieses Beispiel ist in den Figuren 15 und 16 dargestellt. Das Gehäuse 1 ist zusätzlich in der Mitte starr am Schlitten fixiert.
- Um eine kräftefreie und reibungsarme translatorische Lagerung des Gehäuses 1 zu gewährleisten, kann auch das Gehäuse 1 selbst über eine elastische Klebstoffschicht 10 am Schlitten 5 befestigt werden. Hierzu ist gemäß den Figuren 19 bis 22 direkt auf einer Fläche des Gehäuses 1 eine Klebstoffschicht 10 aufgebracht. Die mittige Fixierung kann entfallen, da sich bei der elastischen Befestigung zwangsläufig der Fixpunkt in der Mitte ergibt. Zur seitlichen Führung können zusätzliche Führungselemente 24 vorgesehen werden. Um Reibung und seitliches Spiel zu vermeiden, ist zwischen den Führungselementen 24 und dem Gehäuse 1 ebenfalls eine elastische Klebstoffschicht 10 eingebracht.
- Die Klebstoffschichten 10 müssen nicht ganzflächig aufgebracht sein, sie können insbesondere auch streifenförmig in Meßrichtung beabstandet vorgesehen sein. Die Klebstoffschicht 10 bleibt auch nach dem Trocknen hochelastisch, ist also dauerelastisch. Bei der Verwendung einer Vergußmasse 12 muß gewährleistet sein, daß die Klebstoffschicht 10 auf jeden Fall elastischer ist als die Vergußmasse 12.
- In nicht gezeigter Weise kann die Erfindung auch bei offenen Längenmeßeinrichtungen eingesetzt werden. Anstelle des Gehäuses 1 wird die Maßverkörperung 2 dabei von einem schienenförmigen Trägerkörper gehalten.
- Die Erfindung ist auch realisierbar, wenn die Nut in der Schiene bzw. in Schienenstücken und ein korrespondierender Vorsprung am Gehäuse vorgesehen bzw. angebracht ist.
- Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungen kann die Klebefläche des Gehäuses und/oder die Klebefläche des Befestigungselementes Vertiefungen gemäß DE 89 11 313 U1 aufweisen. Die Vertiefungen können auch derart ausgeführt sein, daß die Klebeschicht zur Vermeidung ihrer Ablösung eine Hinterschneidung einer Nut oder eines Vorsprungs formschlüssig ausfüllt oder umgreift, wie in der EP 0 465 966 A2 erläutert ist, auf deren Inhalt ausdrücklich Bezug genommen wird.
Claims (15)
- Positionsmeßeinrichtung zum Messen der Relativlage zweier Objekte (5, 6), wobei am einen Objekt (5) ein Trägerkörper (1) mit einer Maßverkörperung (2) befestigbar ist, die von einer am anderen Objekt (6) befestigbaren Abtasteinrichtung (4) abtastbar ist und ein translatorischer Längenausgleich zwischen dem Trägerkörper (1) und dem einen Objekt (5) ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Trägerkörper (1) und dem einen Objekt (5) eine in Meßrichtung (X) verlaufende elastische Klebstoffschicht (10, 16) zur translatorischen Lagerung des Trägerkörpers (1) vorgesehen ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Klebstoffschicht (10) zwischen zumindest einem Endstück (22, 23) des Trägerkörpers (1) und dem einen Objekt (5) vorgesehen ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Befestigungselement (9) vorgesehen ist, das am einen Objekt (5) starr befestigbar ist, wobei das Befestigungselement (9) an dem Trägerkörper (1) unter Zwischenschaltung der elastischen Klebstoffschicht (10) befestigt ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Trägerkörper (1) eine Nut (11) oder ein Vorsprung (21) vorgesehen ist, in der/dem zumindest ein Befestigungselement (9) mit einem translatorischen Freiheitsgrad befestigt ist, indem zumindest zwischen einer in Meßrichtung (X) verlaufenden Fläche der Nut (11) oder des Vorsprungs (21) und einer Fläche des Befestigungselementes (9) eine elastische Klebstoffschicht (10) eingebracht ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement eine in Meßrichtung (X) verlaufende Schiene (9) ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere in Meßrichtung (X) voneinander beabstandete Befestigungselemente (9) vorgesehen sind.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (11) oder der Vorsprung (21) Hinterschneidungen aufweist.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Meßrichtung (X) verlaufender Spalt zwischen dem Befestigungselement (9) und einer Seitenfläche der Nut (11) oder des Vorsprungs (21) mit einer relativ unelastisch aushärtenden Vergußmasse (12) aufgefüllt ist und die elastische Schicht (10) zwischen einer Fläche des Befestigungselementes (9) und der Vergußmasse (12) und/oder zwischen der Vergußmasse (12) und einer Seitenfläche der Nut (11) oder des Vorsprungs (21) angebracht ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der elastischen Schicht (10) und der Vergußmasse (12) und/oder zwischen der elastischen Schicht (10) und der Seitenfläche der Nut (11) oder Seitenfläche des Befestigungselementes (9) zusätzlich eine Gleitschicht (18) vorgesehen ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt mit der Vergußmasse (12) durch ein Dichtelement (21) abgedeckt ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Trägerkörper (1) an einer Fläche des einen Objektes (5) abstützt, und daß in diesem Auflagebereich (A) eine elastische Schicht (16) zwischen dem Trägerkörper (1) und dem Objekt (5) vorgesehen ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßverkörperung (2) über elastische Mittel (8) am Trägerkörper (1) befestigt ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Maßverkörperung (2) unter Zwischenschaltung einer elastischen Klebstoffschicht (8) am Trägerkörper (1) befestigt ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper (1) zusätzlich etwa in seiner Mitte (11) starr an dem einen Objekt (5) befestigbar ist.
- Positionsmeßeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkörper ein Gehäuse (1) ist, in dessen Hohlraum die Maßverkörperung (2) befestigt ist.
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